PGIA와 시그마-델타 ADC를 이용한 자동차 battery sensor IC 설계

Abstract

자동차의 전장품이 차지하는 비율이 높아짐에 따라 자동차 배터리의 효율적인 관리가 날로 중요시 되고 있다. 이에 자동차 배터리의 전류, 전압, 온도를 측정하여 관리해주는 자동차용 센서소자의 수요도 함께 증가되고 있다. 본 연구에서는 차량의 배터리 전류, 전압, 온도를 측정을 위한 차량용 계측기 시그마-델타ADC를 설계 하였다. 본 연구를 통해 개발한 시그마-델타 ADC는 배터리 전류를 측정하기 위한 Current channel ADC와 배터리 전압과 온도를 측정하기 위한 Voltage/Temperature hannel ADC이다. 크게 PGIA, 시그마-델타 모듈레이터, 밴드갭 레퍼런스 회로로 구성되어 있다. DC offset이나 noise의 영향을 최소화하기 위해 chopping stabilization 기법을 사용하였다. 시그마-델타 모듈레이터는 2차 1비트 구조이며 OSR(oversampling ratio)은 128이다. 0.25㎛ BCDMOS 공정을 사용 하였으며, Hspice 시뮬레이션 결과 2.5V 전원, 2㎑ 신호대역에서 peak SNR(signal-to-noise ratio) 82㏈, 소비전력 1.25㎽의 성능을 가진다. PGIA 및 시그마-델타 모듈레이터 전체의 소비전력은 4.5㎽ 이다.